一种HDPE复合材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710602605.1 | 申请日 | 2017-07-21 | 公开(公告)号 | CN107286436A | 公开(公告)日 | 2017-10-24 |
| 申请人 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司; | 发明人 | 刘凯; 徐志海; 孙启林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种HDPE 复合材料 及其制备方法，其中HDPE复合材料按重量份由以下组分组成：HDPE为80份-100份；PBT为10份-16份；DCP为0.1份-0.3份；纳米TiO2为0.1份-0.3份；抗 氧 剂为0.1份-0.5份。纳米TiO2的作用有二：①TiO2的加入，在HDPE基体中起到了成核剂的作用，从而诱导HDPE结晶，改善HDPE复合材料的物理性能。②TiO2的加入，在一定程度上改善了HDPE和PBT界面间的相容性，使得两者之间的粘结更牢固；过氧化二异丙苯作为引发剂可以使HDPE成为自由基离子，同时HDPE的自由基离子会与PBT的发生交联，形成三维网状结构，这进一步改善HDPE和PBT界面间的相容性，也有利于HDPE复合材料性能的提升。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种HDPE复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成： |
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| 说明书全文 | 一种HDPE复合材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种HDPE复合材料及其制备方法。 背景技术[0002] 高密度聚乙烯(HDPE)是一种广泛应用的高分子树脂，它具有良好的耐疲劳性，较好的耐热性，优良的尺寸稳定性等优点。但是它的物理性能一般，在一些家电、汽车的应用领域，对物理性能有很高的要求，普通HDPE不能满足这种要求，这就大大限制了HDPE复合材料的应用范围。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种HDPE复合材料及其制备方法，以解决现技术普通HDPE材料的应用受到限制的问题。 [0004] 本申请创新的利用PBT改性HDPE，并用过氧化二异丙苯(DCP)和纳米TiO2来改善HDPE和PBT的相容性，优化现有HDPE复合材料的力学性能，这对于扩展HDPE复合材料的应用具有非常重要的现实意义。 [0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： [0006] 一种HDPE复合材料，按重量份由以下组分组成： [0007] [0008] 所述纳米TiO2为20-30nm。 [0010] 所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。 [0011] 上述任一项HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤： [0012] (2)称取80份-100份的HDPE、10份-16份PBT、0.1份-0.3份DCP、0.1份-0.3份纳米TiO2、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料； [0013] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料。 [0014] 所述步骤(2)具体为： [0015] 将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃,螺杆转速200～280r/min。 [0016] 本发明的有益效果是： [0017] 1、纳米TiO2的作用有二：①TiO2的加入，在HDPE基体中起到了成核剂的作用，从而诱导HDPE结晶，改善HDPE复合材料的物理性能。②TiO2的加入，在一定程度上改善了HDPE和PBT界面间的相容性，使得两者之间的粘结更牢固，有利于HDPE复合材料性能的提升。 [0018] 2、过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂可以使HDPE成为自由基离子，同时HDPE的自由基离子会与PBT的发生交联，形成三维网状结构，这进一步改善HDPE和PBT界面间的相容性，也有利于HDPE复合材料性能的提升。 具体实施方式[0019] 以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。 [0020] 本申请的各实施例中所用的原料如下： [0021] HDPE(型号1062)，美国Nexus Res in；PBT(型号2002U)，日本宝理；DCP，上海诺泰化工有限公司；纳米TiO2，芜湖华泰化工；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。 [0022] 本申请的各实施例中所用的测试仪器如下： [0023] ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。 [0024] 本申请提供一种HDPE复合材料，按重量份由以下组分组成： [0025] [0026] 纳米TiO2为20-30nm。 [0027] 纳米TiO2是经过硅烷偶联剂KH550处理后的纳米TiO2。 [0028] 抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。 [0029] 上述任一项HDPE复合材料的制备方法，包括以下步骤： [0030] (3)称取80份-100份的HDPE、10份-16份PBT、0.1份-0.3份DCP、0.1份-0.3份纳米TiO2、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料； [0031] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料。 [0032] 步骤(2)具体为： [0033] 将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃,螺杆转速200～280r/min。 [0034] 实施例1 [0035] (1)称取80份HDPE、10份PBT、0.1份DCP、0.1份纳米TiO2、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料； [0036] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料P1。 [0037] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度160℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，机头温度200℃,螺杆转速200r/min。 [0038] 实施例2 [0039] (1)称取100份的HDPE、16份PBT、0.3份DCP、0.3份纳米TiO2、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料； [0040] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料P2。 [0041] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃,螺杆转速280r/min。 [0042] 实施例3 [0043] (1)称取90份的HDPE、13份PBT、0.2份DCP、0.2份纳米TiO2、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料； [0044] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料P3。 [0045] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度170℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，机头温度210℃,螺杆转速240r/min。 [0046] 实施例4 [0047] (1)称取95份的HDPE、12份PBT、0.1份DCP、0.1份纳米TiO2、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料； [0048] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料P4。 [0049] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度205℃，五区温度205℃，六区温度205℃，机头温度205℃,螺杆转速220r/min。 [0050] 实施例5 [0051] (1)称取95份的HDPE、15份PBT、0.15份DCP、0.15份纳米TiO2、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料； [0052] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料P5。 [0053] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃,螺杆转速260r/min。 [0054] 对比例1 [0055] (1)称取80份HDPE、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料； [0056] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到HDPE复合材料D1。 [0057] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度175℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速225r/min。 [0058] 性能测试： [0059] 将上述实施例1-5及对比例1制备的HDPE复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表： [0060] [0061] 从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的力学性能都要好于对比例1，扩展了HDPE复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。 |
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